MIR 借用チェック

借用チェックは Rust の「秘伝のタレ」です。これは、いくつかの性質を 強制する役割を担っています。

• すべての変数が、使用される前に初期化されていること。
• 同じ値を 2 回ムーブできないこと。
• 借用されている間は値をムーブできないこと。
• 可変に借用されている間は、その参照を通じる場合を除き、プレースにアクセスできないこと。
• 不変に借用されている間は、プレースを変更できないこと。
• など

借用チェッカーは MIR 上で動作します。古い実装は HIR 上で動作していました。 MIR 上で借用チェックを行うことには、いくつかの利点があります。

• MIR は HIR よりも はるかに 複雑ではありません。徹底的な脱糖衣により、 借用チェッカー内のバグを防ぎやすくなります。（興味がある場合は、 MIR ベースの借用チェッカーが修正するバグの一覧をこちらで確認できます。）
• さらに重要なのは、MIR を使用することで “非レキシカルライフタイム” が可能になることです。これは制御フローグラフから 導出されるリージョンです。

借用チェッカーの主要なフェーズ

借用チェッカーのソースは the rustc_borrowck crate にあります。主なエントリーポイントは mir_borrowck クエリです。

• まず、MIR の ローカルコピー を作成します。以降の手順では、 計算している新しいリージョンへの参照を含めるように型などを変更するため、 このコピーをインプレースで変更します。
• 次に、replace_regions_in_mir を呼び出してローカルの MIR を変更します。 特に、この関数は MIR 内のすべての リージョン を新しい 推論変数 に置き換えます。
• 次に、どのデータがいつムーブされるかを計算する、いくつかの データフロー解析 を実行します。
• 次に、MIR 全体に対して 2 回目の型チェック を行います。 この型チェックの目的は、異なるリージョン間のすべての制約を決定することです。
• 次に、リージョン推論 を行います。これは各リージョンの値、 つまり基本的には、収集した制約に従って各ライフタイムが有効でなければならない 制御フローグラフ上のポイントを計算します。
• この時点で、各ポイントにおける「スコープ内の借用」を計算できます。
• 最後に、MIR をもう一度走査し、そこで行われるアクションを確認して エラーを報告します。たとえば、*a + 1 のような文を見つけた場合、 変数 a が初期化されていること、および可変に借用されていないことを チェックします。どちらかに該当すると、エラーを報告する必要があります。 このチェックを行うには、これまでのすべての解析結果が必要です。